Вопросы для самоконтроля по теме 13

13.1 Понятия о концевых операциях в лаве.

13.2 Разновидности сопряжений лав с подготовительными выработка­ми и их параметрические характеристики.

13.3 Варианты схем размещения приводов скребковых конвейеров на сопряжениях лавы с подготовительными выработками и влияющие на них факторы.

13.4 Разновидности ниш и способы их выемки.

13.5 Рабочие операции при фронтальной схеме самозарубки комбайна.

13.6 Рабочие операции самозарубки комбайна прямым "косым заез­дом" при односторонней схеме выемки угля.

13.7 Рабочие операции самозарубки комбайна обратным "косым заез­дом" при двусторонней схеме выемки пласта.

13.8 Рабочие операции самозарубки комбайна обратным "косым заез­дом" при односторонней схеме выемки угля.

13.9 Рабочие операции самозарубки комбайна "косым заездом" при фронтальной схеме передвижки скребкового конвейера одновременно по всей длине лавы.

13.10 Схемы крепления концевых участков лав при размещении в них привода скребкового конвейера.

13.11 Схемы крепления концевого участка лавы при выносе привода скребкового конвейера на прилегающую к нему подготовительную выработку.

13.12 Схема крепления сопряжения лавы с проводимой вслед за ее подвиганием подготовительной выработкой.

13.13 Схема поддержания сопряжений подготовительных выработок с лавами.

13.14 Схемы крепления приводов скребковых конвейеров на концевых участках лав.

13.15 Схема крепления приводов скребковых конвейеров в сопряжен­ных с лавой выработках.

13.16 Понятие о процессах возведения охранных сооружений.

13.17 Рабочие процессы и механизмы при возведении бутовой полосы.

13.18 Схемы возведения охранных породных полос.

13.19 Схема и процессы механизированного возведения охранной по­родной полосы закладочным комплексом "Титан".

13.20 Схема и процессы возведения ограждений из БЖБТ (блоков же­лезобетонных тумб).

13.21 Схема и процессы возведения литых полос из твердеющих материалов.

13.22 Схемы и процессы охраны на крутых пластах откаточных штре­ков, сопряженных с лавой.

13.23 Схемы и процессы охраны на крутых пластах вентиляционных штреков, сопряженных с лавой.

13.24 Условные графические изображения охранных сооружений (ог­раждений) на концевых участках лав.

13.25 Схемы крепления поддерживающих комбайн и скребковый кон­вейер устройств на наклонных пластах.

13.26 Схемы крепления поддерживающих комбайн лебедок и уст­ройств на крутых пластах.

Лекция 14

ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ

ДАВЛЕНИЕМ В ОЧИСТНЫХ ВЫРАБОТКАХ ТОНКИХ

ПОЛОГОНАКЛОННЫХ ПЛАСТОВ

14.1 Общие конструктивно-технологические особенности

механизированных крепей

Механизированное управление горным давлением в очистной выра­ботке заключается в совмещенном во времени выполнении процессов креп­ления и управления кровлей, обеспечивающих поддержания рабочего про­странства для размещения выемочной и транспортной машин, а также безопас­ного выполнения операций технологического цикла. Функционально этот про­цесс осуществляется горной машиной - механизированной крепью. Конструкции механизированных крепей для очистных выработок весьма различны.

При выемке угольных пластов наибольшее распространение получили механизированные распорные гидрофицированные крепи, состоящие из ли­нейных и концевых секций, устанавливаемых соответственно в лаве и на ее концевых участках. В комплект механизированных крепей могут также вхо­дить крепи сопряжения.

Линейные секции механизированной крепи состоят из конструктивно увязанных основных сборочных единиц: перекрытия, основания, гидравличе­ских стоек и гидравлических домкратов передвижки.

Основные классификационные конструктивно-технологические при­знаки механизированных крепей (далее MK):

- кинематическая связь секций с базой и величина шага их передвижки;

- количество гидравлических стоек, их рабочее сопротивление и схема размещения в секции;

- конструкции перекрытия и основания;

- характер взаимодействия с боковыми породами в рабочем состоянии и при передвижке секций;

- шаг установки секций.

По кинематической связи гидродомкратов с базой передвижки секций MK различаются на агрегатированные, когда домкраты их передвижки соединены непосредственно с базой (скребковым конвейером), и комплектные, когда эти домкраты соединены между перекрытиями или основаниями секций (полусек­ций) крепи. В первом варианте перемещения линейных секций крепи и рештач-ного става скребкового конвейера взаимосвязаны, во втором независимы и сек­ции крепи перемещаются с опорой на рядом стоящие (рис. 14.1), где 1 - основание; 2 - перекрытие (верхняк); 3 - гидростойка; 4 - гидродомкрат пе­редвижки; 5 - тяга; 6 - буфер; 7 -став скребкового конвейера; точки подсоедине­ния домкрата передвижки соответственно к основанию секций (С), тяге (T), кон­вейеру (К), верхнякам полусекций (P и P") и буферу (В).

Рисунок 14.1 - Типы механизированных крепей по кинематической связи с базой передвижки их секций: а и б - агрегатированные, основания секций которых соответственно соединены домкратом передвижки и его тягой непосредственно со скребковым конвейером; в и г- агрегатированные, домкраты передвижки секций которых соединены соответственно с верхняками и основаниями полусекций

По количеству гидравлических стоек в секции с одинарной или двойной раздвижностями, обеспечивающих распор основания и перекрытия между почвой и кровлей, наибольшее распространение получили дву- и четырехстоечные MK (рис. 14.2), с наклоном стоек в сторону очистного забоя (см. рис. 14.2, б) и четырехстоечные - в противоположные стороны (см. рис. 14.2, г), а также без наклона, перпендикулярно плоскости пласта соответст­венно рисунки 14.2,а и 14.2, г. Различные схемы размещения стоек в секциях MK определяются особенностями их силового взаимодействия с боковыми породами при соответствующем направлении выемки пласта.

Перекрытия секций механизированных крепей состоит из поддержи­вающей и оградительной частей, включая и межсекционные перекрытия. Поддерживающая часть перекрытия совместно с ее консолью (козырьком) в пределах ширины призабойного пространства контактирует с необрушенным нижним слоем кровли, оградительная - с обрушенными породами. Основа­ние секций крепи, контактируя с почвой пласта, в совокупности с гидравли­ческими стойками и перекрытием создают несущую податливо-силовую кон­струкцию, взаимодействующую со сближающимися боковыми породами.

По характеру взаимодействия с боковыми породами MK, используе­мые при выемке угольных пластов по простиранию, подразделяются на со­ответствующие типы (рис. 14.3). Принцип определения этих типов MK за­ключается в сопоставлении величин проекций на плоскость пласта длины поддерживающей (1'_п) и оградительной ( V₀) ее частей.

Рисунок 14.2 - Схемы размещения стоек в секциях механизированной крепи (виды в плоскости пласта): а и б - двух с размещением соответственно поперек и вдоль линии очистного забоя; в и г - четырех: 1 и 2 - соответственно гидравлические стойки и перекрытия; 3 - очистной забой

3

При l’_n, l’₀ =0 (см. рис. 14.3, а) имеет место MK поддерживающего; l’_n > l₀ (см. рис. 14.3, б) - под-держивающе-оградительного; l₀ > l’_n (см. рис. 14.3, в) - оградительного-поддерживающего и l’_n =0, V l₀ (см. рис. 14.3, г)-оградительного типов.

Рисунок 14.3 — Схемы к определению типов механизированных крепей по их взаимодействию с боковыми породами в рабочем состоянии при выемке пла­ста по простиранию: а — поддерживающего; б - поддерживающе-оградительного; в - оградительно-поддерживающего; 2 - оградительного

Типы MK по взаимодействию с боковыми породами в рабочем состоя­нии, используемые при выемке чаще наклонных, крутонаклонных и крутых угольных пластов по падению, определяются по сопоставлению величин проекций длины ее поддерживающей части (l’_n) и нормальной мощности пласта (т') на горизонтальную плоскость (рис. 14.4). При l’_n >т' имеет место MK поддерживающе-оградительного; l’_n <т' - оградительно-поддерживающего и l’_n =0, т'= т - оградительного типов.

По взаимодействию с боковыми породами MK при передвижке ее сек­ций подразделяются на перемещающиеся с потерей и без потери контакта с кровлей или почвой (рис. 14.5).

Усилие, развиваемое домкратами на передвижку секции (полусекции) крепи (см. рис. 14.5) Р_g, зависит от ее массы Q_c , коэффициента сопротивле­ния движению стальной поверхности по породе к_сп, а также пассивного Ν_nn и активного Ν_αn подпоров. При потере контакта перекрытия с кровлей и об­разовании между ними зазора ΔZ_k (см. рис. 14.5, а), для обеспечения пере­мещения секции крепи при отсутствии вдавливания ее основания в почву сохраняться условие:

аналогично - при зазоре основания с почвой ΔZ_к (см. рис. 14.5, б)

без потери контакта с кровлей и почвой, но с подпором (см. рис. 16.5, в)

П

Рис. 14.4 – Схема к определению типа механизированной крепи по взаимодействию с боковыми породами в рабочем состоянии при выемке пласта по падению: l_п – длина поддерживающей части секции крепи; m – мощность пласта

одпор при передвижке секций MK дополнительно может создаваться гидропатронами, установленными у основания передних стоек, шток кото­рых скользит по тяге.

Рисунок 14.5 - Схема взаи-модействия с боковыми породами секции механизи-рованных крепей при их передвижке: а и б - с поте-рей контакта соответст-венно с кров­лей и почвой; в - без потери контакта, с подпором; V₀ - направление вектора скорости переме- щения секций по мере подвигания очистного забоя

Консольные части перекрытий (козырьки) секций MK различаются пассивного и активного действий на кровлю в пределах бессточного приза-бойного пространства лавы (рис. 14.6). Конструкции основной части пере­крытий, как правило, жесткие.

Рисунок 14.6-Схемы конструкций консольных частей (козырьков) секций

механизированной крепи: а - жесткой; б-рессорной (пассивной); в, г и д - с

прижимом домкратами, установленными соответственно параллельно,

перпендикулярно и наклонно к плоскости пласта; е и ж - соответственно

рычажного и клинового типов (активные)

Основания секций MK по конфигурации площади их соприкосновения с почвой различаются сплошные (см. рис. 14.1, а), прерывные (см. рис. 14.1, в) и полупрерывные (см. рис. 14.1, б).

Ограждения секций MK, предотвращающие попадание обрушенных пород в рабочее пространство со стороны выработанного конструктивно прежде всего зависит от шаге передвижки MK, угла наклона очистной выра­ботки, а также типоразмера крепи и характера ее взаимодействия с боковыми породами (рис. 14.7).

Межсекционные перекрытия могут отсутствовать или быть представ­лены нерегулируемыми (пассивными) и регулируемыми (активными) зазор между секциями (рис. 14.8).

Заданное направление перемещения MK в зависимости от ее типа обеспечивается различными конструкциями направляющих, устанавливае­мыми между основаниями рядом стоящих секций (рис. 14.9), где 1 - основа­ния секций; 2 - гидростойки; 3 - направляющие; 4 - домкраты передвижки секции и скребкового конвейера 5; 6 - домкраты передвижки секций и при­жима стругового конвейера 7; 8 и 9 - прижимные устройства соответственно роликового и буферного типов; 10 - места закрепления домкратов и направ­ляющих к конвейеру.

Рисунок 14.7'- Схемы типов ограждений секций механизированных крепей (вид сбоку): а - подвесного; б - створчатого; в - желобообразного; г - П-образного коробчатого

Рисунок 14.8 - Схемы конструкций межсекционных перекрытий, устраняю­щих зазор между ними: а и б- нерегулируемые соответственно без бортов и с бортами; в -регулируемые: 1 - верхняк; 2 - стойка; 3 - борт; 4 - подвижный фартук с домкратами 5 его перемещения

Общие виды секций некоторых MK отечественного производства, применяемых при выемке тонких и средней мощности пологонаклонных угольных пластах, представлены на рисунках 14.10, 14.11, а основные их технические характеристики - в таблице 14.1 (по данным проспектов).

Рисунок 14.9 - Схемы расположения направ-ляющих секций механи-зированных крепей:

а - комплектных;

б - агрегатированных; IMKC, КГБ, М-87 И

MT- типы крепей

Разнообразие типоразмеров MK обусловлено различными условиями залегания угольных пластов и структурно-прочностными свойствами вмещающих их пород.

Рисунок 14.11 - Общие виды секций механизированных крепей типов-а -ДМ; б - КД-90; в - КД-80м, г - IMKC

Таблица 14.1 - Основные технические характеристики механизированных

крепей

Механизи­рованная крепь		Обслуживаемая мощность пласта, м	Предельный угол падения пласта (град) при выемке			Секция крепи
название	типоразмер		I		удельное давление на кровлю поддержи­вающей части, кН/м	габариты, мм			шаг, м		Масса, т
			по простиранию	по падению, восст. нию		высота, ппп/тах	ширина	длина	установки	передвижки -
1	2	3	4		5	6	7	8	9	10	11
МК-98Д	1	0,8-1,1	20- 10		400	560/1060	1440	3460	1,6	0,8	3,1
	2	0,95-1,3				640/1300					3,2
МК-98	1	0,7-1,0	20- 10		320	560/1080	1440	3460	1,6	0,8	2,27-2,32
	2	0,85-1,1			330	630/1150					2,3- 2,32
	3	0,85-1,25			330	630/1290					2,35-2,37
КГВ	1	05- 0,7	25- 8		300	450/760	950	2300	1,3-1,6	0,8	0,97
	2	0,6-0,9				550/1000					0,985
	3	0,7-1,1			300	650/1200					1,0
1М-103М	1	0,71-0,95	35- 10		500	500/904	1160	5600	1,2	0,8	7,2
	2	0,85-1,2				630/1030
МК-200	-	0,9-1,5	25 10		500	750/1450	1440	-	1,5	0,8	3,7
МК-250	-	1,1- 2,5	25- 10		700	850/2500	1420	-	1,5	0,63-0,8	9,5
М-87УМН	1	1,05-1,4	30		747	800/1440	900	3670	0,95	0,63	2,0
	2	1,25-1,95	8		800	1000/1340					2,23
1М-88	-	1,0-1,3	15 - 10		400	710/1340	900	5000	0,95	0,63	1,84

Продолжение таблицы 14.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
МТ-1,5	1	1,1-1,5	23- 8	847	835/1510	1440	5500	1,5	0,63	5,76
	2	1,35-2,0			900-2010
КД-80	1	0,85-1,2	35- 10	500	560/1065	1300	4980	1,35	0,8	5,9
	2	U-1,5		550	650/1315					6,2
КД-80М	1	0,85- 1,2	35- 10	500	590/1063	1350	4980	1,35	0,80	5,9
	2	U-1,5			650/1312					6,2
КД-90	1	0,8-1,25	35- 10	530	560/1160	1400	5260	1,5	0,8	7,2
	2	U-1,5		554	710/1420					7,7
	3	1,35-2,0		558	1000/2000					7,7
КД-90Т	2	1,1-1,5	35- 10	863	750/1410	1400	5260	1,5	0,8	9,0
	3	1,35-2,0		870	1000-1950					9,6
ДМ	1	0,85-1,5	35- 10	505	610/1500	1440	4710	1,5	0,63-0,7	7,4
	2	0,95-1,75			730/1750					7,7
ДТ	I	1,1-1,8	35- 10	780	880/1800	1440	-	1,5	0,63	9,6
	2	1,45- 2,5		800	1175/2500					10,1
КДД	1	1,0-1,6	10	515	740/ 1600	1410	-	1,5	0,63	7,9
	2	1,35- 2,4	10	570	1115/2400			1,5		8,6

В России выпускаются поддерживающе-оградительные (щитовые) универсальные MK [34], которые применимы для условий шахт Украины (табл. 14.2) с шагом их установки 1,5 м.

Таблица 14.2 - Краткая характеристика универсальных щитовых механизированных крепей

			Удельное	Удельное
		Высота, мм:	сопротив-	давление на	Масса, т
Тип	Конструкция	минимальная максимальная	ление на 1 м длины лавы, кН/м	почву (не более), МПа
КС	двустоечная, однорядная	630 1320	1976-2150	1,5	8,1
2KCT	двустоечная, однорядная	700 1520	2500-2850	2,4	8,7
2KTK	Четырехстоечная, двурядная	630 1320	2100	1,5	8,9

Примечание. С и К - соответственно для стругового и комбайнового способов выемки угля.